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1. REVISO TERICA 1.1. O Diodo

Analisaremos a seguir vrios tipos de circuitos onde a retificao realizada por diodos semicondutores. O diodo semicondutor um componente no linear que permite passagem de corrente num sentido e impede a passagem de corrente no sentido contrrio. Na Figura 1.1 temos o smbolo de um diodo semicondutor bem como as curvas caractersticas de um diodo ideal e de um diodo real.

Figura 1.1: Smbolo e corrente em funo do sentido da voltagem para um diodo

Como vemos, dentro de certas limitaes, as duas curvas so bem semelhantes. Evidentemente, o fator de escala para correntes no sentido negativo est exagerado, e a queda de tenso no sentido direto (da ordem de 1 V) pode ser desprezada em primeira anlise na maioria dos circuitos (como veremos mais adiante a queda de tenso vd no sentido direto no diodo geralmente muito menor que tenso do transformador e a queda de tenso nos demais componentes). J a ruptura da juno do diodo ocorre em tenses reversas elevadas nas quais o diodo no deve ser utilizado para retificar.

1.2.

Retificador de meia onda

O circuito retificador de meia onda, bem como os grficos de tenso de entrada e de sada, est ilustrado na Figura 1.2.

Figura 1.2: Retificador de meia onda

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Para o ponto A positivo em relao ao ponto B o diodo est polarizado diretamente e conduz e com isto, a corrente circula de A at B passando pelo diodo e RL. Para o ponto A negativo em relao ao ponto B o diodo est polarizado inversamente e no conduz. Tem-se corrente em RL, somente, nos semiciclos positivos de entrada. Os semiciclos positivos passam para a sada e os semiciclos negativos ficam no diodo. A freqncia de ondulao na sada igual freqncia de entrada. O retificador de meia onda tem baixa eficincia para retificao.

1.3.

Retificador

de

onda

completa

com

transformador

contendo derivao central Este circuito tambm denominado de retificador de onda completa convencional. H uma defasagem de 180 entre as tenses de sada do transformador, VA e VB. As tenses VA e VB so medidas em relao ao ponto C (0V). A Figura 1.3 ilustra um retificador de onda completa com transformador contendo derivao central.

Figura 1.3: retificador de onda completa com transformador contendo derivao central

Quando A for positivo, B ser negativo, a corrente sai de A passa por D1 e RL e chega ao ponto C. Quando A for negativo, B ser positivo, a corrente sai de B passa por D2 e RL e chega ao ponto C. Para qualquer polaridade de A ou de B a corrente IL circula num nico sentido em RL e por isto, a corrente em RL contnua. Somente os semiciclos positivos de A e de B passam para a sada. A freqncia de ondulao na sada o dobro da freqncia de entrada. Alguns grficos que ilustram a retificao do circuito da Figura 1.4 esto contidos na Figura 4.

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Figura 1.4: Retificao do circuito

1.4.

Retificador em ponte

Um circuito retificador em ponte esta ilustrado na Figura 1.5.

Figura 1.5: Retificador em ponte

O retificador em ponte dispensa o uso do transformador com tomada central e com isto, pode-se ter um retificador de onda completa ligado diretamente rede eltrica. Quando A positivo em relao a B, a corrente sai de A passa por D1, RL, D3 e chega ao ponto B. Quando A negativo em relao a B, a corrente sai de B passa por D2, RL, D4 e chega ao ponto A. Conduzem somente dois diodos de cada vez. Quando o ponto A positivo D1 e D3 conduzem. Quando o ponto A negativo D2 e D4 conduzem. Para qualquer polaridade de A ou de B a corrente IL circula num nico sentido em RL e por isto, a corrente em RL contnua. Somente os semiciclos positivos passam para a sada. A freqncia de ondulao na sada o dobro da freqncia de entrada. A Figura 1.6 ilustra a retificao por meio de grficos.

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Figura 1.6: Grficos referentes ao circuito da Figura 5

1.5.

Filtros para fonte de alimentao

A ondulao na sada do circuito retificador muito grande o que torna a tenso de sada inadequada para alimentar a maioria dos circuitos eletrnicos. necessrio fazer uma filtragem na tenso de sada do retificador. A filtragem nivela a forma de onda na sada do retificador tornando-a prxima de uma tenso contnua pura que a tenso da bateria ou da pilha. Uma maneira simples para a filtragem ligar um capacitor de alta capacitncia em paralelo com a carga RL e normalmente, utiliza-se um capacitor eletroltico. A funo do capacitor reduzir a ondulao na sada do retificador e quanto maior for o valor deste capacitor menor ser a ondulao (ripple) na sada da fonte. Para um circuito de meia onda, no semiciclo positivo o diodo conduz e carrega o capacitor com o valor de pico (VP) da tenso. Assim que a tenso de entrada cair a zero, o diodo pra de conduzir e o capacitor mantm-se carregado e descarrega lentamente em RL. Quando a tenso de entrada fica negativa (semiciclo negativo) o diodo no conduz e o capacitor continua descarregando lentamente em RL. O capacitor recarrega 60 vezes por segundo. O capacitor carrega de Vmin at VP e neste intervalo de tempo o diodo conduz. O capacitor descarrega de VP at Vmin e neste intervalo o diodo no conduz. A Figura 1.7 ilustra um circuito de meia onda retificador com filtro.

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Figura 1.7: circuito de meia onda retificador com filtro.

A filtragem para o retificador de onda completa (Figura 1.8) mais eficiente do que para o retificador de meia onda. Em onda completa o capacitor ser recarregado 120 vezes por segundo. O capacitor descarrega durante um tempo menor e com isto a sua tenso permanece prxima de VP at que seja novamente recarregado. O tempo durante o qual o capacitor descarrega a metade do perodo (t = T/2). Quando RL drena alta corrente necessrio um retificador de onda completa. Em onda completa a filtragem mais eficiente do que para meia onda e isto por que, no retificador de onda completa com filtro, a tenso de ondulao menor. O filtro a capacitor, em onda completa, torna a tenso de sada mais prxima de uma tenso contnua pura.

Figura 1.8: Retificador de onda completa com filtro

2. MATERIAIS E MTODOS Circuito retificador meia onda

Os materiais usados no circuito retificador meia onda foram: Gerador de sinal; Transformador; Diodo 1N4007GP; Capacitor eletroltico 100F;

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Resistores de 0,1 e 1,0K.

Os materiais foram montados para criar um circuito retificador em ponte, onde o gerador de sinal foi ajustado para onda senoidal 100Hz om amplitude de 10V. O capacitor encontra-se em paralelo com o resistor, a fim de filtrar a retificao. A resistncia de menor valor tem a finalidade de limitar a corrente nos diodos a fim de no danific-los. A Figura 2.1 ilustra a montagem do circuito retificador meia onda.

Figura 2.1: Circuito retificador meia onda.

Circuito retificador onda completa

Os materiais usados no circuito retificador de onda completa foram: Gerador de sinal; Transformador; Diodos 1N4007GP; Capacitor eletroltico 4.7F; Resistores de 0,1 e 1,0K.

Os materiais foram montados para criar um circuito retificador em ponte, onde o gerador de sinal foi ajustado para onda senoidal 100Hz om amplitude de 10V. O capacitor encontra-se em paralelo com o resistor, a fim de filtrar a retificao. A resistncia de menor valor tem a finalidade de limitar a corrente nos diodos a fim de no danific-los. A Figura 2.2 ilustra a montagem do circuito retificador meia onda.

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Figura 2.2: Circuito retificador de onda completa.

Circuito ponte

Os materiais usados no circuito ponte foram: Gerador de sinal ; Transformador; Diodos 1N4007GP; Capacitor eletroltico 100F; Resistores de 0,1 e 1,0K.

Os materiais foram montados para criar um circuito retificador em ponte, onde o gerador de sinal foi ajustado para onda senoidal 100Hz om amplitude de 10V. O capacitor encontra-se em paralelo com o resistor, a fim de filtrar a retificao. A resistncia de menor valor tem a finalidade de limitar a corrente nos diodos afim de no danific-los. A Figura 2.3 ilustra a montagem do circuito retificador em ponte.

Figura 2.3: Circuito retificador em ponte.

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3. RESULTADOS E DISCUSES Circuito retificador de meia onda

O circuito retificador de meia onda representado na Figura 2.1 foi montado, e ento foi observado as caractersticas das ondas voltagem de entrada e de sada, evidenciando a retificao. A Figura 3.1 ilustra a voltagem de entrada e de sada.

Figura 3.1: Retificao de meia onda

Observa-se que a voltagem de entrada uma onda completa, ao passo que a voltagem de sada uma meia onda. Tal fato ocorre pela presena do diodo no circuito que deixa a corrente passar em apenas um sentido, sendo que no sentido inverso no h corrente. Para fins prticos de retificao, utiliza-se um capacitor em paralelo com o resistor da voltagem de sada, para que assim ocorra um processo de carga e descarga do capacitor, onde o capacitor carregado ate a voltagem mxima, e ento descarrega-se quando dV/dt